Na atualidade, um dos grandes desafios das empresas é: como produzir de forma mais eficiente – ou seja, incremento da produtividade ao menor custo = Fábrica 4.0.
Na realidade, este é o princípio que deve ser sempre considerado desde o início do processo produtivo – isto é, desde a organização (sequenciação) do que se irá a fabricar (otimização) até ao momento da sua efetiva entrada em produção, produção em si mesma e, uma vez terminada a produção, controlo total do processo produtivo (o que foi produzido corretamente e porquê) com consequente retroalimentação de dados.
De facto, a produtividade de uma fábrica depende da qualidade de todo este processo e da agilidade perante incidências.
Fábrica 4.0: trabalho manual vs. Sistemas MES e APS
As empresas que não dispõem de ferramentas específicas para gerir e controlar a sua fábrica – como sistemas MES/MOM ou APS – tendem a desenvolver a sua atividade com base em folhas Excel, registos em papel, reuniões de ponto de situação e acompanhamento e, fundamentalmente, no conhecimento e na gestão das pessoas, que corresponderá a um elevado número de horas de trabalho/colaborador.
O problema desta forma de trabalhar – provavelmente, a mais comum na atualidade – é que todas as tarefas demoram muito tempo e podem potencialmente incluir erros; além de que, não permite a agilidade e rapidez de resposta que o mercado exige cada vez mais.
Por exemplo, para se poder efetuar a sequenciação da produção, habitualmente é necessário:
– extrair listas de encomendas e OFs (Ordens de Fabrico) do ERP;
– efetuar o controlo de stocks de matérias-primas e produtos semiacabados;
– analisar os produtos em produção;
– (tentar) priorizar as encomendas com data de entrega mais próxima ou confirmadas com clientes importantes;
– analisar a disponibilidade das máquinas, otimizar as alterações e as limpezas (geralmente, efetuadas com o apoio de outras folhas Excel);
– em conclusão: uma série de tarefas que se realizam diariamente e que se tornam obsoletas quando ocorre um incidente ou paragem na produção.
E, no que diz respeito ao controlo de produção, potencialmente, podem ocorrer ainda outras dificuldades:
– todas as tarefas são desenvolvidas com base em registos em papel – tanto para comunicar o que deve ser produzido, como para registar o que foi fabricado;
– é necessário configurar as máquinas manualmente;
– há que realizar inúmeras reuniões de ponto de situação e acompanhamento dos processos;
– para se dispor de informação, é necessário processar os registos em papel – o que implica muito tempo e esforço; assim sendo, os processos têm por base dados pouco fiáveis e “obsoletos” – isto é, nunca são dados em tempo real;
– face a incidências, existe uma enorme dificuldade de diagnóstico e comunicação da respetiva solução;
– é necessário dispor de muito stock e um WIP (Work In Progress) extenso para evitar paragens;
– os prazos de entrega são estimados – ou seja, não são definidos com rigor.
Neste sentido, podemos concluir que, estas fábricas:
– não conseguem tirar o máximo partido dos seus recursos;
– são ineficientes;
– e, sobretudo, não estão preparadas para enfrentar um mercado cada vez mais exigente e competitivo como o da atualidade.
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Sistema MES rumo a Fábricas 4.0 eficientes
Através da implementação de um sistema MES/MOM ou Manufacturing Execution System/Manufacturing Operations Management, as Fábricas 4.0 serão capazes de captar dados em tempo real, disponibilizando informação fiável, verdadeira e funcional para toda a empresa e permitindo alcançar benefícios e resultados extraordinários.
Nos seguintes pontos abaixo, será possível verificar a transformação e melhorias proporcionadas às empresas através da introdução de um sistema MES/MOM – rumo à sua conversão numa Fábrica 4.0.
Controlo do OEE
Habitualmente, as empresas não conhecem com exatidão a eficiência dos equipamentos – ou, por outras palavras:
– apenas é possível obter um OEE estimado, com base em dados pouco fiáveis e de múltiplas fontes;
– o OEE é calculado manualmente e com base no histórico – e não em tempo real.
Neste sentido, com a implementação de um sistema MES/MOM, a empresa passará a conseguir efetuar:
– automatização da captura de dados, em tempo real;
– relatório digital de tempos improdutivos, rejeições e respetivas causas;
– análise e monitorização, em tempo real, do OEE – por recursos, turnos, jornadas, entre muitos outros.
Desta forma, será possível alcançar inúmeros benefícios – tais como:
– OEE em tempo real, com base em dados em tempo real e capturados automaticamente;
– incremento da disponibilidade e desempenho dos recursos produtivos;
– melhoria da qualidade e diminuição das rejeições;
– eliminação dos relatórios manuais (registos de trabalho).
Digitalização dos registos de trabalho
Nas Fábricas 4.0, com a automatização dos processos, será possível obter uma visão total e integrada da fábrica.
No entanto, sem que esta digitalização seja uma realidade, apenas será possível:
– relatórios em papel, dando origem a tarefas sem valor acrescentado e sujeitas a erro humano;
– desfasamento entre o processo produtivo real e o reportado;
– lacunas entre a informação real da fábrica e do sistema de gestão.
Assim sendo, será necessário investir na:
– digitalização dos registos do trabalho;
– integração, em tempo real, com o sistema ERP.
Deste modo, conseguir-se-á:
– eliminar o desfasamento entre a informação real e a reportada;
– eliminar as tarefas sem valor acrescentado;
– informação de melhor qualidade.
Conhecimento do valor dos trabalhos em curso
Nas Fábricas 4.0, dotadas de sistemas MES/MOM, todo o progresso dos trabalhos é possível ser consultado e visualizado em tempo real.
Pelo contrário, nas empresas que não apostam em sistemas de captura de dados em tempo real, verifica-se:
– desconhecimento dos trabalhos em curso e sua evolução;
– falta de fiabilidade nos prazos de entrega das encomendas.
Neste sentido, a solução passará por:
– digitalização dos relatórios dos operadores e progresso dos trabalhos em curso;
– visualização das datas de entrega através de diagrama de Gantt, em tempo real e de acordo com a evolução dos trabalhos em curso;
– alertas relativamente a atrasos face a desvios.
Capacidade produtiva e recursos finitos
No âmbito das Fábricas 4.0 Inteligentes, é possível ter uma visão global de todo o processo produtivo – isto é, de tudo o que se passa na fábrica.
Em contrapartida, nas fábricas que ainda funcionam de forma manual, verifica-se:
– falta de visibilidade da capacidade produtiva;
– prazos de entrega pouco fiáveis;
– falhas na resposta perante urgências e imprevistos.
Para que tal não aconteça, será necessário implementar um sistema MES/MOM para:
– definição da disponibilidade dos recursos produtivos (gestão de calendários);
– sequenciação da produção;
– ferramentas de visualização – tipo diagrama de Gantt.
Em consequência, a empresa passará a ter a capacidade de:
– identificar estrangulamentos e visualização da carga de trabalho afeta a cada recurso;
– eliminar o desfasamento entre o Plano Mestre de Fabrico e a realidade da fábrica;
– melhorar os prazos de entrega das encomendas.
Conectividade IIoT
Na atualidade, ainda existem muitas empresas que, não conseguindo ter acesso a dados da fábrica em tempo real, padecem de:
– desconhecimento dos parâmetros de processo em tempo real;
– desvios de processo não identificados, que resultam em problemas de não qualidade ou baixa produtividade;
– desconhecimento dos consumos energéticos em tempo real (não teóricos) das máquinas, ordens de fabrico ou referências.
Assim sendo, a empresa – para que se converta numa Fábrica 4.0, deverá adotar soluções que lhe permitam:
– conectividade com máquinas;
– monitorização do processo produtivo em tempo real;
– sistema de avisos em tempo real.
Desta forma, a empresa passará a ser capaz de alcançar:
– processo produtivo sob controlo, repetibilidade e estabilidade do processo;
– alertas em tempo real perante qualquer desvio dos parâmetros críticos;
– conhecimento rigoroso das condições e custos de fabrico de determinada referência.
No fundo, a empresa conseguirá disponibilizar aos colaboradores afetos todos os detalhes dos recursos disponíveis, em tempo real.
Rastreabilidade
Hoje em dia, muitas empresas identificam incidências relacionados com a rastreabilidade – nomeadamente, no que diz respeito a:
– gestão de reclamações ou alertas no âmbito alimentar;
– cumprimento de normativas;
– gestão manual.
Para que as empresas consigam alcançar um conhecimento end-to-end, isto é, do princípio ao fim da cadeia produtiva e se convertam numa Fábrica 4.0, necessitam soluções que lhes permitam:
– digitalização da rastreabilidade de produto e de processo;
– identificação automática das peças – a nível unitário, por série, lote, recipiente, caixa, através de diversas tecnologias;
– alertas perante desvios de parâmetros críticos do processo.
Consequentemente, a empresa angariará inúmeros benefícios como:
– redução do impacto de reclamações ou alertas;
– melhoria dos tempos de resposta;
– rastreabilidade end-to-end – desde a receção de materiais até à expedição de produtos;
– redução do misslabelling, através da identificação automática.
Formação
Numa Fábrica Inteligente 4.0, é muito importante que os colaboradores possuam a formação adequada para poderem desenvolver a sua atividade com total confiança e segurança.
No entanto, é habitual verificarem-se diversos problemas neste âmbito – tais como:
– falhas no controlo e garantia ao nível da formação dos operadores para trabalhar numa determinada máquina, referência, etc.;
– falta de elementos que asseguram a segurança do operador;
– falta de versatilidade e flexibilidade nos modelos.
Assim, a empresa deverá desenvolver atividades ao nível de:
– gestão e monitorização da formação dos operadores;
– gestão e controlo da Matriz de Competências dos operadores;
– formação e requalificação automática associada à sua vinculação ao processo, referência, entre outros.
Deste modo, a empresa conseguirá assegurar:
– formação dos operadores no processo;
– incremento das conformidades relativamente à regulamentação;
– trabalho em segurança e com confiança.
Manutenção
A manutenção é uma das disciplinas industriais que recentemente tem ganho enorme importância no âmbito da eficiência e poupança de custos.
Nas Fábricas 4.0, que apostam em sistemas MES/MOM para a captura de dados em tempo real e monitorização, de forma planeada, têm a capacidade de ter as suas máquinas “sempre a postos” e muito raramente ocorrem incidências – permitindo cumprir os prazos de entrega aos clientes.
Em concreto, conseguem alcançar:
– aumento da disponibilidade das máquinas, através da redução da manutenção corretiva;
– manutenção preventiva e preditiva associada à utilização real dos recursos;
– conhecimento preciso acerca dos custos de manutenção;
– gestão de sobressalentes integrada com o sistema de gestão.
Pelo contrário, nas empresas que não se focam na manutenção dos seus equipamentos, ocorrem situações que irão impactar a sua rentabilidade:
– manutenção corretiva – na maioria dos casos;
– desconhecimento dos custos associados à manutenção (materiais, recursos humanos, subcontratação, entre outros);
– tempos distendidos de resposta a clientes.
Neste sentido, para que as empresas sejam capazes de minimizar os seus custos de manutenção e maximizar a sua eficiência devem investir em:
– digitalização da manutenção em tempo real e monitorização dos tempos de resposta;
– manutenção integrada com as máquinas e equipamentos (tempos de utilização, unidades produzidas, …);
– monitorização e análise de indicadores standard (MTTR ou Mean Time to Repair; MTBF ou Mean Time Between Failures; custos associados; …).
Qualidade
Em termos de qualidade, é crucial que a empresa tenha controlo total dos seus produtos.
Não obstante, nas empresas, muitas vezes ocorrem cenários como:
– relatórios de qualidade em papel – dando origem a tarefas sem valor acrescentado e sujeitas a erros humanos;
– incumprimento da regulamentação em vigor no âmbito de controlo da qualidade;
– falta de cumprimento no que diz respeito à realização de autocontrolos na frequência definida.
Para que estas situações não ocorram, será necessário:
– digitalização da gestão do controlo de qualidade;
– comunicação com dispositivos de medição, pesagem, máquinas de inspeção visual, entre outros;
– avisos perante desvios e análises estatísticas de processo.
Em consequência, as Fábricas 4.0 beneficiarão de:
– digitalização da FMEA ou Failure Mode and Effect Analysis, planos, pautas de controlo e registos de qualidade;
– cumprimento das normativas das diversas áreas (IATF ou International Automotive Task Force; IFS ou International Featured Standard; …);
– redução de problemas de qualidade, assegurando-se o cumprimento dos planos de controlo.
Documentação atualizada
Ter documentação sempre atualizada e disponível é um dos objetivos fundamentais das Fábricas 4.0 que priorizam uma tomada de decisão com base em dados fiáveis.
Nesse sentido, será essencial:
– visualização da documentação afeta ao processo em diversos formatos (word, pdf, excel, vídeo – entre outros);
– integração automática com a biblioteca de conhecimento;
– gestão da mudança em instruções de processo e planos.
Desta forma, será possível:
– redução de custos – decorrente de utilização de documentação não atualizada;
– acesso em tempo real a documentação atualizada e no posto de trabalho (juntos às máquinas);
– eliminação do papel e de atividade sem valor acrescentado.
No entanto, em muitas empresas da atualidade o cenário é ainda bastante diferente:
– custos associados à utilização de planos, documentação e instruções de trabalho obsoletos, uma vez que não dispõem de informação atualizada em tempo real;
– tarefas sem valor acrescentado – como: de entrega e compilação de documentos, planos e instruções de trabalho;
– custos de impressão de documentação.
Análises de tempos de inatividade e custos associados
Idealmente, o funcionamento das empresas deveria integrar a unidade produtiva na análise de custos, para a melhoria da qualidade dos dados.
Todavia, o que acontece muitas vezes é:
– desconhecimento dos tempos reais de produção e de inatividade;
– falta de conhecimento de indicadores-chave do processo em tempo real;
– diferentes fontes de dados, qualidade dos dados duvidosa e enorme volume de dados sem tratamento.
De forma a combater as questões acima assinaladas, será crucial:
– automatização da captura de dados das máquinas;
– integração com o ERP;
– controlo e monitorização do processo produtivo em tempo real.
Em consequência, uma Fábrica 4.0 usufrui dos seguintes benefícios:
– melhoria da qualidade e fiabilidade dos dados, assegurando a sua integridade;
– melhoria da rentabilidade e produtividade;
– deteção de estrangulamentos.
Business Intelligence
Através do Business Intelligence, será possível que as empresas encetem o seu caminho rumo à Fábrica 4.0 – como foco na eficiência, rentabilidade e sustentabilidade, controlando todo o seu processo produtivo.
Não obstante, hoje em dia, em muitas empresas ainda acontece:
– tomada de decisões reativa e com base em suposições;
– falta de conhecimento acerca de indicadores-chave do processo e em tempo real;
– diferentes fontes de dados desconectadas entre si e enormes volumes de informação.
Pelo contrário, o que se pretende é:
– tomada de decisões em tempo real e com base em dados;
– gestão, controlo e monitorização de KPIs ou Key Performance Indicators em tempo real;
– conversão dos dados em informação contextualizada.
E a solução, para que sejam alcançados os objetivos acima, passa por:
– solução Business Intelligence com ferramentas de monitorização e análise em tempo real;
– eliminação das “ilhas de informação”;
– compilação, consolidação e contextualização dos dados.
Soluções APS rumo à Fábrica 4.0 e ao incremento da eficiência
Com a implementação de soluções APS ou Advanced Planning and Schedulling, as Fábricas 4.0 têm a capacidade de incrementar os seus resultados e angariar inúmeros benefícios – como teremos oportunidade de analisar nos seguintes pontos.
Incremento do OEE
Sabe como aumentar a eficiência da sua fábrica?
Problema
Diversas incidências na fábrica ou tempo excessivo em tarefas para evitar essas incidências.
Solução
Integrar todos os dados afetos ao processo produtivo e considerá-los aquando da programação da produção.
Benefícios
Diminuição das paragens produtivas com origem em erros evitáveis – como:
– manutenções não planeadas;
– impossibilidade de terminar a OF por falta de disponibilidade de tempo produtivo;
– falta de recursos humanos qualificados;
– falta de ferramentas;
– falta de componentes ou matérias-primas.
Agilidade
Sabe como agilizar os processos da sua empresa?
Problema
Falta de agilidade na sequenciação, simulação de cenários e replaneamento.
Solução
Ferramenta que seja capaz de:
– simular a fábrica e suas restrições produtivas, de forma a permitir gerar planos de produção realistas;
– considerar todas as limitações do processo;
– ter em conta as necessidades de materiais – tanto de produção própria (semiacabados), como de terceiros;
– dispor de critérios de otimização de acordo com as necessidades do momento;
– ter um planificador que execute as alterações face ao que está a acontecer na fábrica a cada momento.
Benefícios
Desta forma, a empresa conseguirá dispor de:
– planos produtivos em minutos (e não em horas);
– simulação de cenários “What If” para comprar e decidir com base em dados;
– agilidade perante incidências na fábrica.
Trabalho manual
A sua empresa ainda trabalha de forma predominantemente manual?
Problema
Excesso de trabalho manual fora do sistema da empresa.
Benefícios
Assim, a Fábrica 4.0 será capaz de:
– dispor de mais tempo produtivo;
– reduzir erros;
– dispor de informação de forma imediata – em tempo real.
Paragens produtivas
Como gere as incidências e paragens produtivas da sua empresa?
Problema
Dificuldade em gerir as incidências e paragens produtivas – além de, falta de visibilidade no que diz respeito à capacidade produtiva.
Solução
Ferramenta que permite simular diferentes cenários e alternativas e visualizar os impactos nas restantes ordens de fabrico.
Benefícios
Em consequência, a Fábrica 4.0 Inteligente beneficiará de:
– agilidade para encontrar/criar folgas produtivas e visibilidade das consequências das tomadas de decisão (atrasos e suas implicações; acréscimo de custos por falta de otimização do processo; necessidades de turnos ou horas extra, entre outros);
– visibilidade da informação de produção para toda a empresa e datas de entrega realistas para novas encomendas.
Simulação
A sua empresa é capaz de analisar e antecipar cenários prováveis?
Problema
Impossibilidade em analisar diferentes cenários e selecionar o melhor em cada momento.
Solução
Solução que seja capaz de analisar a capacidade finita o que se deve e pode fabricar – e que, inclusivamente, permita otimizar o processo para que seja o mais eficiente possível.
Além do mais, esta solução também deverá permitir efetuar as devidas alterações manuais consideradas necessárias.
Benefícios
Desta forma, a Fábrica 4.0 conseguirá:
– alcançar o melhor plano de produção possível em cada momento – nomeadamente: otimizar a fábrica; melhorar o nível de serviço; adaptar-se às necessidades comerciais e de stock.
– diminuir as incidências na fábrica – e incrementar o OEE.
Caducidades e desperdícios
A sua empresa tem a capacidade de controlar e minimizar as caducidades e desperdícios?
Problema
Dificuldade em controlar as datas de caducidade das matérias-primas e produtos semiacabados e de ter em conta todas as incompatibilidades de fabrico.
Solução
A programação da produção tem de ter em conta as datas de caducidade dos lotes e utilizar, em cada caso, os cenários ótimos.
Ainda, as incompatibilidades devem ser consideradas automaticamente.
Benefícios
Neste sentido, a Fábrica Inteligente 4.0 conseguirá:
– evitar desperdícios;
– reduzir limpezas;
– otimizar o stock.
Datas de Entrega Fiáveis
A sua empresa é capaz de cumprir as datas de entrega definidas e acordadas?
Problema
Falta de fiabilidade nas datas de fabrico e entrega.
Solução
Diagrama de Gantt que apresenta datas realistas – no que diz respeito ao fabrico e finalização de uma ordem/encomenda.
Benefícios
Desta forma, a Fábrica 4.0 será capaz de:
– melhorar o cumprimento de prazos;
– aumentar a satisfação do cliente;
– diminuir as urgências para conseguir cumprir as datas acordadas – o que contribuirá para otimizar o desempenho da fábrica.
Fluxo formal de dados
Sabe, em detalhe, as tarefas às quais dedica o seu tempo de trabalho?
Problema
Excesso de reuniões, emails e chamadas telefónicas.
Solução
Informação acerca de necessidades, urgências, disponibilidades, atrasos, ruturas de stock futuras (entre outras) integrada nos sistemas de informação corporativos (por exemplo: data de produção previsível de um produto; data de receção de compras – atrasos ou adiantamentos; pedidos urgentes).
Benefícios
Em consequência, a Fábrica 4.0 terá a capacidade de:
– diminuir os tempos dedicados a coordenar e informar (reuniões, emails, chamadas telefónicas, etc.);
– aumentar o tempo dedicado a tarefas produtivas;
– a informação é corporativa e não departamental.
Conhecimento corporativo
Na sua empresa, o conhecimento é efetivamente da empresa ou está disperso pelos diversos colaboradores?
Problema
Dependência elevada do conhecimento disperso pelos diversos colaboradores e excesso de uso do excel e ferramentas desconectadas entre si.
Solução
O conhecimento deverá passar para a ferramenta (sequenciação a capacidade finita); e os sistemas deverão estar conectados (diminuição de registos manuais de dados e, consequentemente, menor probabilidade de erros).
Benefícios
Com a implementação da solução acima, a Fábrica 4.0 beneficiará de:
– redução de tempo dedicado à sequenciação;
– diminuição de erros por entrada de dados ou alterações involuntárias;
– incremento de tempo dedicado a tarefas de valor acrescentado.
Controlo de stocks, necessidades e recursos
Na sua empresa, o stock é controlado em função da produção?
Problema
Elevada complexidade no controlo das pessoas, recursos e materiais necessários – assim como do stock e necessidades de compra.
Solução
Ferramenta que permita analisar os recursos, limitações e necessidades produtivas da empresa e antecipar faltas.
Benefícios
Tomando em consideração a solução acima, a Fábrica 4.0 conseguirá:
– melhorar a gestão de subcontratações;
– minimizar stocks (imobilizados);
– coordenar as compras com a produção;
– melhorar o fluxo de caixa.
Rastreabilidade
Na sua empresa, controla a informação de produto/processo do início ao fim?
Problema
Muitas vezes, o que acontece é que as empresas não dispõem da rastreabilidade de processos e de materiais – internos e externos.
Solução
A solução passará pela integração de dados – desde a encomenda ou ordem de fabrico até à sua entrega.
Benefícios
Desta feita, a Fábrica 4.0 terá a capacidade de:
– saber em que momento do processo de fabrico se encontra cada produto;
– dispor de informação integrada em toda a empresa.
Fábrica 4.0 – conclusões finais
Na Ibernova, em Portugal, de acordo com a nossa experiência de mais de 25 anos no mercado industrial a acompanhar as empresas a serem cada vez mais eficientes, não será possível imaginar um futuro viável e sustentável para as empresas a trabalhar como há 20 anos atrás.
É um facto que, o mercado está a mudar, as exigências estão a aumentar, a concorrência é intensa.
E, assim sendo, é necessário que as empresas ganhem cada vez mais eficiência e agilidade para se adaptarem a este novo cenário e manterem-se competitivas!
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